生態(tài)建筑設計在建筑設計中的應用

劉 軍

天津市政工程設計研究總院有限公司 天津 300392

目前，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問題越來越嚴重。人們不再僅僅追求物質(zhì)生活的滿足，開始更加注重健康以及綠色的生活環(huán)境。為了減少對生態(tài)環(huán)境的影響，應全面落實“以人為本”的可持續(xù)發(fā)展思想，把“以人為本”的生態(tài)化建筑設計應用在城鎮(zhèn)化建設中。生態(tài)建筑設計是指在建筑設計中考慮環(huán)境和生態(tài)的因素，包括利用可再生能源、減少能源消耗、優(yōu)化建筑材料、提高建筑的通風性和采光性、減少建筑對環(huán)境的影響等。不同的社會產(chǎn)業(yè)在其產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)過程中，都要貫徹生態(tài)建設理念，以適應社會可持續(xù)發(fā)展的需要。與此同時，在可持續(xù)發(fā)展思想的作用下，建筑工程項目要積極改變傳統(tǒng)的發(fā)展觀念，將現(xiàn)代化節(jié)能技術(shù)合理應用于建筑設計中，提高建筑設計的節(jié)能性與環(huán)保性。

1 生態(tài)建筑設計在建筑設計中的應用價值

生態(tài)建筑設計是指在建筑設計中考慮環(huán)境和生態(tài)的因素，包括利用可再生能源、減少能源消耗、優(yōu)化建筑材料、提高建筑的通風性和采光性、減少建筑對環(huán)境的影響等，將其應用到建筑設計活動中，具有以下應用價值：（1）在建筑設計中應用生態(tài)建筑設計理念，能夠有效地推動人與自然和諧發(fā)展，促使建筑與環(huán)境相互影響、相互融合，從而給人們創(chuàng)造出良好的生活環(huán)境，并對推動人們身體、心理的健康發(fā)展起到很大的作用。（2）在生態(tài)建筑設計中應選用無污染、綠色環(huán)保、可再生的建筑材料，最大限度的減少工程建設對環(huán)境的污染，有效提高資源的利用率，減少對資源的浪費。同時可以降低在建筑中的能耗，提升建筑物的舒適性，為人類創(chuàng)造良好的居住條件，進而提升人類的生活品質(zhì)。（3）通過生態(tài)建筑設計理念的融入，可以提升建筑企業(yè)的自身創(chuàng)新能力，提高建筑業(yè)的總體發(fā)展水平，促進社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，進而整體提升我國的經(jīng)濟發(fā)展水平。由此可見，在建筑設計中應用生態(tài)建筑設計理念，可以有效促進環(huán)境與經(jīng)濟、社會的協(xié)調(diào)發(fā)展，并推動建筑業(yè)的綠色發(fā)展[1]。

2 生態(tài)建筑設計理念在建筑設計中的應用原則

2.1 生態(tài)和諧

將生態(tài)建筑設計理念應用到建筑設計中時，首要遵循的原則為生態(tài)和諧原則。即將建筑與環(huán)境視為一個有機的整體，在盡可能不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下，強調(diào)建筑與周圍環(huán)境的和諧。進行建筑物外觀設計時，應充分考慮所在地的地域特點、人文環(huán)境、自然環(huán)境，在凸顯建筑生態(tài)美的同時要保證與環(huán)境相契合。另外，可以充分結(jié)合建筑用地及周邊的自然地形、河流湖泊、植物綠地等自然因素，合理統(tǒng)籌設計，共同構(gòu)建起一個和諧完整的生態(tài)環(huán)境[2]。

2.2 合理利用自然資源

合理利用自然資源，是建筑工程中降低資源消耗的主要措施。因此，在進行生態(tài)建筑設計的過程中，設計者必須結(jié)合項目勘察資料，因地制宜，科學規(guī)劃，最大限度的保留原有生態(tài)環(huán)境。施工過程中，應合理組織施工順序，做好原有植被的保護工作，避免對環(huán)境造成破壞。在環(huán)境資源嚴重短缺的今天，應重視對自然資源的利用效率，可以通過建造高層建筑和地下空間來實現(xiàn)空間的擴展，提高對土地資源的利用率。例如，對于地上、地下的空間進行合理配置、規(guī)劃，既要確保建筑空間的穩(wěn)定性，又要實現(xiàn)空間的高效擴展利用，達到最優(yōu)的生態(tài)建筑設計[3]。

2.3 節(jié)能環(huán)保

在生態(tài)建筑總體規(guī)劃設計的基礎(chǔ)上，要在細節(jié)設計方面體現(xiàn)出節(jié)約能源、保護環(huán)境的觀念。建筑設計的節(jié)能，既包括設計、建造階段的節(jié)能，也包括使用階段的節(jié)能。進行方案設計時，要充分運用自然風和自然光，使建筑物在使用過程中，不會有過多的熱量消耗，也不會有光照耗能過多等問題。在工程建設過程中，盡量采用綠色的建筑技術(shù)，以降低對周圍環(huán)境的影響。同時施工過程中應使用綠色節(jié)能環(huán)保材料，通過合理的施工組織減少材料資源浪費，以便在建筑后期的使用中，可以滿足節(jié)約能源的要求。

2.4 以人為本

生態(tài)建筑的重要理念是“以人為本”。在進行建筑設計時，應將人們的工作、生活、審美等都考慮在內(nèi)，不僅要凸顯出建筑的生態(tài)美，還要滿足人們各類功能需求。比如，可以根據(jù)周邊環(huán)境基礎(chǔ)情況，進行建筑物景觀設計，使之成為集休閑、娛樂、觀景于一體的活動場所。這不僅可以增加建筑美觀度，還可以凸顯建筑設計的生態(tài)特征[4]。

3 生態(tài)建筑設計在建筑工程中的應用策略

3.1 合理進行規(guī)劃選址

生態(tài)建筑設計在建筑工程中的應用，首要任務便是做好規(guī)劃選址工作，這也是實現(xiàn)周圍環(huán)境與建筑設計目標和諧一致的重要保障。選址設計中應注意以下內(nèi)容：（1）在進行規(guī)劃選址的時候，設計者要對項目施工場地的周邊環(huán)境展開研究，并對其進行動態(tài)監(jiān)控，制定合理的生態(tài)建筑設計方案，這樣可以有效地降低資源消耗，提升生態(tài)建筑設計的科學性[5]。并且在進行建筑設計的時候，可以將一些自然元素納入建筑設計之中，這樣既可以在一定程度上減少對現(xiàn)狀自然環(huán)境的破壞，又可以為建筑物與周圍環(huán)境的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[6]。（2）對于一些要進行新建、改建或擴建的建筑物，需要對新建建筑與原有建筑物、周圍環(huán)境的相互影響進行綜合分析，進而設計出合理的設計方案，在凸顯出新建筑特色的同時，實現(xiàn)新建建筑與周邊環(huán)境的有效融合，避免對周邊建筑及環(huán)境造成不利影響，達到建筑與周邊環(huán)境和諧共處的目標[7-8]。

3.2 科學選擇節(jié)能建筑材料

在建筑設計過程中，要以“生態(tài)型”理念為指導，選用符合“生態(tài)型”理念的建材，以達到“生態(tài)型”建筑的建設目標。為了在后期建筑工程施工建設過程中，更好地體現(xiàn)“生態(tài)”的理念，設計者應該全方位地擴大對可再生、可降解的綠色環(huán)保建材的選擇和使用。例如，在對建筑門窗部分的建材進行選取時，要盡可能地選擇具有良好隔熱、密閉效果的門窗材質(zhì)，如斷橋鋁合金LOW-E門窗，此類材質(zhì)的門窗可以有效減少室內(nèi)和戶外的熱量交換，從而減少傳統(tǒng)能源消耗，提升建筑本身的節(jié)能性。還可以結(jié)合建筑性質(zhì)和使用功能，選用預制構(gòu)件，進行裝配式建筑設計。如外墻采用保溫裝飾一體板，既可以保證建筑節(jié)能效果，又可以節(jié)省施工工期，減少施工過程中對環(huán)境的污染。另外，在進行建筑方案設計的時候，可以增加新型玻璃、光伏等材料的使用，以此達到降低建筑物能耗的作用。新型環(huán)保材料在應用中有著非常強大的節(jié)能和環(huán)境友好特性，滿足當今的生態(tài)建筑設計思想和需求?；诖?，要想更好地將生態(tài)設計思想運用到建筑設計當中，提高對新型材料重要性的認知，加大對新型材料的運用力度，對我國生態(tài)建筑發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

3.3 提高建筑的通風性和采光性

要將生態(tài)建筑設計思想運用到建筑設計中，必須對區(qū)域內(nèi)的空氣環(huán)境進行綜合分析，對建筑內(nèi)的空氣流通進行科學規(guī)劃與設計。根據(jù)勘察基礎(chǔ)資料來進行建筑通風與采光設計，提高建筑的生態(tài)性與節(jié)能性。在具體設計中需要注意以下幾點：（1）在建筑通風設計階段，需要整理建筑工程所在區(qū)域不同季節(jié)的風向、風載荷、最大風力強度等參數(shù)，以此來確定建筑平面布局及門窗相對位置，使其可以形成有效通路，在夏季時通過打開門窗便可實現(xiàn)室內(nèi)空氣循環(huán)，減少了空調(diào)、風扇等設備的使用量，起到減少傳統(tǒng)能源消耗的作用。（2）在建筑采光設計階段，需要整理建筑工程所在區(qū)域光照強度、光照時間、光照角度等設計參數(shù)，結(jié)合通風設計需求，確定門窗尺寸。若是當?shù)毓庹諒姸炔蛔悖敲纯梢栽趬γ?、地面上增設反光板，利用折射與漫反射來保證白天室內(nèi)亮度。若當?shù)毓庹諒姸冗^高，熱輻射值較大，那么可以選擇漫反射玻璃，在保證室內(nèi)亮度的同時，降低熱輻射帶來的溫度影響，從而減少照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)的損耗。

3.4 注重生態(tài)能源技術(shù)的使用

（1）保溫設計

進行生態(tài)建筑節(jié)能設計時，應著重考慮建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫設計。在實際的建筑節(jié)能設計中，應根據(jù)區(qū)域氣候特征，針對建筑外墻、屋面以及門窗結(jié)構(gòu)采取適當?shù)谋卮胧?。在氣溫較冷的地區(qū)，可以選用具有良好保溫隔熱效果的苯板作為墻體保溫材料，此類材料可降低室內(nèi)外熱交換，達到良好的保溫隔熱效果。房間朝向應盡量設計成南北朝向，減少夏季暴曬帶來的直接影響。對于東西朝向的建筑，在墻體保溫設計時，可通過涂刷顏色較淺的裝飾涂層、增設隔熱層等方式，來減少夏季陽光的熱輻射傳導，避免夏季室內(nèi)溫度過高，出現(xiàn)過度使用空調(diào)系統(tǒng)的情況，起到良好的節(jié)能效果[9]。另外，在氣溫較熱的地區(qū)，可以通過屋頂綠化、墻體綠化等方式降低建筑室內(nèi)溫度，進而降低城市空間溫度，減少“熱島效應”。有資料證明，通過合理有效布置屋頂、外墻綠化，在夏季季節(jié)，綠化地區(qū)內(nèi)氣溫較非綠化地區(qū)低3～5度的溫度；而在冬季，有植被覆蓋地域，相比無植被區(qū)域溫度可增加2～4度。

（2）節(jié)水設計

節(jié)水設計是生態(tài)建筑設計中非常重要的環(huán)節(jié)。近年來，“海綿城市”這種新型節(jié)約水資源的設計思路被廣泛提出和運用?！昂＞d城市”是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化與應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水釋放并加以利用。對建筑工程而言是指建筑設計過程中，要采用“海綿城市”的設計理念，建立與之相適應的綠化系統(tǒng)，將降雨后的雨水進行蓄積后循環(huán)利用，作為綠地澆灌和清洗所需用水。同時在節(jié)水設計中需要注意以下內(nèi)容：（1）合理選擇節(jié)水用具，結(jié)合建筑功能及使用性質(zhì)，做好節(jié)水器具的選擇，包括節(jié)水閥門、節(jié)水型便器、節(jié)水型淋浴器等，以此來提高建筑節(jié)水效率，減少水資源損耗。（2）建筑給排水設計中，應采取污廢分流排放，利于優(yōu)質(zhì)廢水的回收利用。做好洗滌廢水和雨雪水的收集，經(jīng)過中水處理設備處理后，進入中水系統(tǒng)進行循環(huán)利用。

（3）太陽能技術(shù)

太陽能是一種可再生的清潔能源，對于太陽能技術(shù)的開發(fā)利用是世界各國能源研究工作中的重要課題。在生態(tài)建筑設計中，太陽能的主要利用方向是光伏發(fā)電技術(shù)和光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)。太陽能技術(shù)是在建筑物、構(gòu)筑物的外墻或頂部大面積布置太陽能集熱板或光伏發(fā)電板，通過轉(zhuǎn)換產(chǎn)生熱能或電能。目前我國建筑設計中對太陽能的利用主要有以下幾種方式：（1）我國太陽能資源分布比較豐富，大部分地區(qū)，居住建筑普遍采用太陽能熱水器，通過收集太陽能直接加熱水源，解決生活用熱水，減少電熱水器的使用。（2）通過光伏發(fā)電產(chǎn)生電能，使建筑能夠為自己供電，實現(xiàn)錯峰用電，通?？捎糜谝归g道路、地下室以及車庫等地方的照明，有效減少對電網(wǎng)能源的消耗，降低生活成本及建筑總投資。

3.5 有效利用自然植被

除上述提到的設計內(nèi)容外，在生態(tài)建筑設計中還要有效利用周邊的自然植被，使建筑空間與周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)、相互完善、相互作用，促進人與自然的和諧共生，進而改善人們的生活居住環(huán)境。生態(tài)建筑設計中對于自然植被的選擇，要結(jié)合當?shù)氐臍夂蛱卣?，選取與當?shù)貧夂蛱卣飨噙m應的自然植被（如南方可以選用亞熱帶的植物，在北方可以選用溫帶的植物），在美化建筑環(huán)境的同時可以降低對植物的養(yǎng)護成本。提高建筑用地內(nèi)的綠地率，盡可能多的種植自然植被，不但能更好的優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，還可以給人們帶來良好的視覺審美。在實際應用中，自然植被可以通過吸收熱量降低建筑室內(nèi)溫度，通過吸收噪音降低環(huán)境對建筑物內(nèi)部的干擾，同時自然植被對于防風、防止水土流失、防止眩光及雨水的匯流等也有很大作用，有效利用自然植被是生態(tài)理念在生態(tài)建筑設計中的重要體現(xiàn)[10-12]。

圖1 示意圖

需要注意的是，在建筑施工過程中，既要對自然植被進行高效利用，又要對已有植被進行合理保護。因此，在進行建筑設計的過程中，需要增強人們的環(huán)保意識，充分考慮場地的植物情況，有針對性的進行生態(tài)建筑設計，避免對環(huán)境造成破壞。

4 結(jié)束語

綜上所述，將生態(tài)理念運用到建筑設計中，對于保護生態(tài)環(huán)境，促進我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有著十分重大的意義。在進行生態(tài)建筑設計時，設計人要做到科學選址，因地制宜，選用節(jié)能、綠色環(huán)保的建筑材料，高效利用自然植被，節(jié)約資源，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，促進我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。